Обучающий материал: Циклы в Python
Полное руководство с примерами, задачами и тестами
1. Что такое циклы и зачем они нужны?
Циклы — это конструкции, которые позволяют выполнять один и тот же блок кода несколько раз. Они используются, когда нужно повторить какие-то действия без ручного копирования кода.
Основные ситуации для использования циклов:
- Обработка каждого элемента списка, строки или другой последовательности
- Выполнение действий определенное количество раз
- Повторение операций до достижения нужного условия
- Поиск элементов в данных
В Python есть два основных типа циклов:
- Цикл for — когда известно количество повторений
- Цикл while — когда повторения зависят от условия
Тема изучена! Прогресс: 5%
2. Цикл for
2.1. Базовый синтаксис
for переменная in последовательность:
# блок кода, который выполняется для каждого элемента
Пример:
for i in [1, 2, 3, 4, 5]:
print(f”Число: {i}”)
Вывод:
Число: 1
Число: 2
Число: 3
Число: 4
Число: 5
2.2. Функция range()
range() создает последовательность чисел. Есть три формы:
| Форма | Пример | Результат |
|---|---|---|
| range(stop) | range(5) | 0, 1, 2, 3, 4 |
| range(start, stop) | range(2, 6) | 2, 3, 4, 5 |
| range(start, stop, step) | range(1, 10, 2) | 1, 3, 5, 7, 9 (шаг 2) |
Примеры использования range():
# С шагом 2
for i in range(1, 10, 2):
print(i) # 1, 3, 5, 7, 9
# В обратном порядке
for i in range(10, 0, -1):
print(i) # 10, 9, 8, …, 1
2.3. Итерация по различным последовательностям
По строке:
word = “Python”
for letter in word:
print(letter) # P, y, t, h, o, n
По списку:
fruits = [“apple”, “banana”, “cherry”]
for fruit in fruits:
print(fruit) # apple, banana, cherry
С индексом (функция enumerate()):
fruits = [“apple”, “banana”, “cherry”]
for index, fruit in enumerate(fruits):
print(f”Индекс {index}: {fruit}”)
Вывод:
Индекс 0: apple
Индекс 1: banana
Индекс 2: cherry
Тема изучена! Прогресс: 20%
3. Цикл while
3.1. Базовый синтаксис
while условие:
# блок кода, который выполняется пока условие истинно
Пример:
count = 1
while count <= 5:
print(f"Счетчик: {count}")
count += 1 # Увеличиваем счетчик, иначе цикл будет бесконечным
Вывод:
Счетчик: 1
Счетчик: 2
Счетчик: 3
Счетчик: 4
Счетчик: 5
3.2. Бесконечные циклы и выход из них
# Бесконечный цикл с выходом по break
while True:
user_input = input(“Введите ‘стоп’ для выхода: “)
if user_input.lower() == “стоп”:
break # Выход из цикла
print(f”Вы ввели: {user_input}”)
3.3. Когда использовать while вместо for?
- Когда неизвестно заранее, сколько раз нужно повторить
- Когда выход зависит от сложного условия
- При обработке потоков данных (чтение файла до конца)
Пример с условием:
password = “”
while password != “секрет”:
password = input(“Введите пароль: “)
print(“Доступ разрешен!”)
Тема изучена! Прогресс: 35%
4. Вложенные циклы
4.1. Что это такое?
Вложенные циклы — это циклы внутри других циклов. Они используются для работы с многомерными структурами (таблицами, матрицами).
Пример: Таблица умножения
for i in range(1, 4): # Внешний цикл
for j in range(1, 4): # Внутренний цикл
print(f”{i} × {j} = {i * j}”)
print() # Пустая строка между группами
4.2. Порядок выполнения
Внешний цикл выполняется медленнее, внутренний — быстрее:
Внешний i=1
Внутренний j=1 → 1×1=1
Внутренний j=2 → 1×2=2
Внутренний j=3 → 1×3=3
Внешний i=2
Внутренний j=1 → 2×1=2
Внутренний j=2 → 2×2=4
Внутренний j=3 → 2×3=6
4.3. Работа с двумерными списками (матрицами)
matrix = [
[1, 2, 3],
[4, 5, 6],
[7, 8, 9]
]
for row in matrix: # Перебираем строки
for element in row: # Перебираем элементы в строке
print(element, end=” “)
print() # Новая строка после каждой строки матрицы
Вывод:
1 2 3
4 5 6
7 8 9
Тема изучена! Прогресс: 50%
5. Управление выполнением циклов
5.1. Оператор break
break полностью завершает выполнение цикла.
for i in range(1, 10):
if i == 5:
break # Выход из цикла при i=5
print(i)
Вывод: 1 2 3 4
5.2. Оператор continue
continue пропускает оставшуюся часть текущей итерации и переходит к следующей.
for i in range(1, 6):
if i == 3:
continue # Пропускаем i=3
print(i)
Вывод: 1 2 4 5
5.3. Блок else в циклах
Блок else выполняется после нормального завершения цикла (без break).
Пример с for:
for i in range(3):
print(i)
else:
print(“Цикл завершен без break”)
Вывод:
0
1
2
Цикл завершен без break
Пример с break – else не выполняется:
for i in range(3):
if i == 1:
break
print(i)
else:
print(“Это сообщение не появится”)
Вывод: 0
5.4. Сравнение break и continue
| Ситуация | break |
continue |
|---|---|---|
| i=1 | Выполняем код | Выполняем код |
| i=2 (условие) | Выходим из цикла | Пропускаем оставшийся код и переходим к i=3 |
| i=3 | Не выполняется | Выполняем код |
| i=4 | Не выполняется | Выполняем код |
Тема изучена! Прогресс: 65%
6. Практические примеры
Пример 1: Сумма чисел
# Сумма чисел от 1 до 100
total = 0
for i in range(1, 101):
total += i
print(f”Сумма: {total}”) # 5050
Пример 2: Поиск простых чисел
# Проверка, является ли число простым
num = 17
is_prime = True
for i in range(2, int(num**0.5) + 1):
if num % i == 0:
is_prime = False
break
if is_prime and num > 1:
print(f”{num} – простое число”)
else:
print(f”{num} – не простое число”)
Пример 3: Обработка пользовательского ввода
# Подсчет суммы введенных чисел до ввода 0
total = 0
while True:
num = float(input(“Введите число (0 для выхода): “))
if num == 0:
break
total += num
print(f”Общая сумма: {total}”)
Пример 4: Работа со строками
# Подсчет гласных в строке
text = “Привет, как дела?”
vowels = “аеёиоуыэюяaeiou”
count = 0
for char in text.lower():
if char in vowels:
count += 1
print(f”Количество гласных: {count}”)
Пример 5: Рисование фигур
# Рисование треугольника
height = 5
for i in range(1, height + 1):
print(“*” * i)
Вывод:
*
**
***
****
*****
Тема изучена! Прогресс: 80%
7. Частые ошибки и как их избежать
Ошибка 1: Бесконечный цикл while
# ОШИБКА:
count = 1
while count <= 5:
print(count)
# Забыли увеличить count - бесконечный цикл!
# ПРАВИЛЬНО:
count = 1
while count <= 5:
print(count)
count += 1 # Не забываем изменять переменную условия
Ошибка 2: Изменение списка во время итерации
# ОШИБКА:
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
for num in numbers:
if num % 2 == 0:
numbers.remove(num) # Меняем список во время итерации
# ПРАВИЛЬНО:
numbers = [1, 2, 3, 4, 5]
new_numbers = []
for num in numbers:
if num % 2 != 0: # Оставляем только нечетные
new_numbers.append(num)
numbers = new_numbers
Ошибка 3: Неправильное использование range()
# ОШИБКА: пустой цикл
for i in range(5, 1): # start > stop, но step=1 → пустой range
print(i)
# ПРАВИЛЬНО:
for i in range(5, 1, -1): # Указываем отрицательный шаг
print(i) # 5, 4, 3, 2
Ошибка 4: Путаница между break и continue
# Хотим пропустить четные числа:
for i in range(1, 6):
if i % 2 == 0:
continue # ПРАВИЛЬНО: переходим к следующей итерации
# break # ОШИБКА: полностью выйдем из цикла при i=2
print(i)
Тема изучена! Прогресс: 90%
8. Практические задания для самопроверки
Задание 1:
Напишите программу, которая выводит все четные числа от 2 до 20.
for i in range(2, 21, 2):
print(i)
Задание 2:
Напишите программу, которая вычисляет факториал числа N.
n = 5
factorial = 1
for i in range(1, n + 1):
factorial *= i
print(f”Факториал {n} = {factorial}”)
Задание 3:
Напишите программу, которая запрашивает у пользователя числа до тех пор, пока сумма введенных чисел не превысит 100.
total = 0
while total <= 100:
num = int(input("Введите число: "))
total += num
print(f"Сумма превысила 100! Итог: {total}")
Задание 4:
Напишите программу, которая выводит таблицу умножения для чисел от 1 до 10.
for i in range(1, 11):
for j in range(1, 11):
print(f”{i} × {j} = {i * j}”)
print() # Пустая строка между таблицами
Задание 5:
Напишите программу, которая определяет, является ли введенное слово палиндромом (читается одинаково слева направо и справа налево).
word = input(“Введите слово: “).lower()
is_palindrome = True
for i in range(len(word) // 2):
if word[i] != word[-i – 1]:
is_palindrome = False
break
if is_palindrome:
print(f”Слово ‘{word}’ – палиндром”)
else:
print(f”Слово ‘{word}’ – не палиндром”)
Советы по решению задач:
- Всегда начинайте с простого примера
- Используйте отладку: добавляйте print() для проверки значений переменных
- Разбивайте сложную задачу на более простые подзадачи
- Проверяйте программу на разных входных данных
Тема изучена! Прогресс: 100%
9. Памятка по циклам
Когда использовать for:
- Известно количество итераций
- Нужно пройти по всем элементам последовательности
- Работа с range() для повторения N раз
Когда использовать while:
- Количество итераций неизвестно заранее
- Зависит от сложного условия
- Чтение данных до определенного признака
Операторы управления:
break— полный выход из циклаcontinue— переход к следующей итерацииelse— выполняется, если цикл завершился без break
Полезные советы:
- Всегда проверяйте, чтобы в цикле
whileбыло изменение переменной условия - Для отладки используйте
print()внутри цикла, чтобы видеть значения переменных - При работе с большими данными избегайте вложенных циклов высокой глубины
- Используйте
enumerate()для получения индекса и элемента одновременно - Для обратного порядка используйте
range(n, -1, -1)илиreversed()